中空微针阵列的制备方法及器件技术

本发明专利技术涉及一种中空微针阵列的制备方法及器件。其包括：提供能制备中空微针阵列的微针硅模板；以微针硅模板作为母板，制备与微针硅模板相一致的低熔点合金模板；在低熔点合金模板上制备模板聚合物层，所述模板聚合物层覆盖低熔点合金模板的工作面；去除低熔点合金模板工作面的合金模板针头；将低熔点合金模板熔融去除，以利用模板聚合物层形成聚合物中空微针阵列，其中，聚合物中空微针阵列包括阵列分布的聚合物微针，对任一聚合物微针，包括贯通所述聚合物微针孔，所述聚合物微针孔与所在的聚合物微针呈同轴分布。本发明专利技术能有效实现中空微针阵列的制备，简化制造工艺，降低制造成本。降低制造成本。降低制造成本。

【技术实现步骤摘要】
中空微针阵列的制备方法及器件


[0001]本专利技术涉及一种制备方法及器件，尤其是一种中空微针阵列的制备方法及器件。

技术介绍

[0002]目前，用于微针制作可选材料很多，有单晶硅，各类金属，各类聚合物，但常使用的微针模板大多采用单晶硅，而硅模板使用多次后脏污明显，无法清洗干净，只得废弃，导致生产成本高，难以满足实际的生产使用需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种中空微针阵列的制备方法及器件，其能有效实现中空微针阵列的制备，简化制造工艺，降低制造成本。
[0004]按照本专利技术提供的技术方案，一种中空微针阵列的制备方法，所述制备方法包括：
[0005]提供能制备中空微针阵列的微针硅模板；
[0006]以微针硅模板作为母板，制备与微针硅模板相一致的低熔点合金模板；
[0007]在低熔点合金模板上制备模板聚合物层，所述模板聚合物层覆盖低熔点合金模板的工作面；
[0008]去除低熔点合金模板工作面的合金模板针头；
[0009]将低熔点合金模板熔融去除，以利用模板聚合物层形成聚合物中空微针阵列，其中，聚合物中空微针阵列包括阵列分布的聚合物微针，
[0010]对任一聚合物微针，包括贯通所述聚合物微针孔，所述聚合物微针孔与所在的聚合物微针呈同轴分布。
[0011]制备低熔点合金模板时，制备过程包括：
[0012]在微针硅模板上采用翻模工艺制备聚合物微针阴模；
[0013]在真空条件下，在聚合物微针阴模上利用低熔点合金进行翻模，以制备得到低熔点合金模板，其中，低熔点合金模板包括若干合金微针以及用于间隔相邻合金微针的合金微针间隙窗口。
[0014]所述合金微针在低熔点合金模板上的分布状态与微针硅基板上硅微针的分布状态相一致，且合金微针与硅微针具有相同的形状，其中，
[0015]对合金微针，包括与合金模板针头成一体的合金模板针体，合金模板针头呈棱锥状，合金模板针体呈呈垂直或多角锥状；
[0016]所述合金模板针体与低熔点合金模板连接。
[0017]采用翻模工艺制备聚合物微针阴模时，制备过程包括：
[0018]对微针硅模板的工作面进行钝化处理；
[0019]将聚合物混合液倒入微针硅模板的工作面，对聚合物混合液进行真空排泡，并在真空排泡后，进行烘烤，待聚合物混合液固化后，以制备得到聚合物微针阴模，其中，所述聚合物混合液为PDMS混合物的溶液。
[0020]对微针硅模板的工作面进行钝化处理时，包括利用硅烷对微针硅模板进行钝化处理，以在钝化处理后，辅助所形成的聚合物微针阴模与微针硅模板分离。
[0021]对低熔点合金模板，所述低熔点合金模板的材料包括熔点在300℃以下的金属及金属的合金。
[0022]所述模板聚合物层制备于低熔点合金模板工作面的方式包括旋涂或喷涂。
[0023]所述模板聚合物层包括PI(聚酰亚胺)。
[0024]去除低熔点合金模板工作面的合金模板针头的方式包括研磨。
[0025]一种中空微针阵列器件，包括聚合物中空微针阵列，其中，聚合物中空微针阵列由上述的制备方法制备得到。
[0026]本专利技术的优点：利用微针硅模板作为母板，经一次翻模制备得到聚合物微针阴模，经二次翻模制备得到低熔点合金模板，再以低熔点合金模板制备聚合物中空微针阵列，工艺过程简单，可靠和易操作。与现有的中空微针阵列制备方法相比，本专利技术工艺步骤较少，工艺简单，所需时间少，工艺成本低廉，可制备出多个聚合物微针阴模，从而得到多个低熔点合金模板，而且低熔点合金模板的材料可以反复重熔使用，低熔点合金模板可作为牺牲层模板使用，利用低熔点合金模板的低温熔化特性来构建中空微针阵列，降低工艺成本。
附图说明
[0027]图1～图9为本专利技术中空微针阵列一种实施例的工艺步骤剖视图，其中，
[0028]图1为本专利技术微针硅模板的剖视图。
[0029]图2为本专利技术对微针硅模板的工作面钝化处理后的剖视图。
[0030]图3为本专利技术在微针硅模板上制备得到聚合物微针阴模后的剖视图。
[0031]图4为本专利技术将低熔点合金板与聚合物微针阴模对准后的剖视图。
[0032]图5为本专利技术利用低熔点合金板在聚合物微针阴模上翻模后的剖视图。
[0033]图6为本专利技术制备得到低熔点合金模板后的剖视图。
[0034]图7为本专利技术制备得到模板聚合物层后的剖视图。
[0035]图8为本专利技术去除合金模板针头后的剖视图。
[0036]图9为本专利技术制备得到聚合物中空微针阵列的剖视图。
[0037]附图标记说明：1
‑
微针硅模板、2
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钝化层、3
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聚合物微针阴模、4
‑
低熔点合金板、5
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模板聚合物层、6
‑
硅微针间隙窗口、7
‑
硅微针、8
‑
阴模定位块、9
‑
合金微针间隙窗口、10
‑
合金微针、11
‑
针体连接底、12
‑
聚合物微针孔、13
‑
聚合物微针、14
‑
低熔点合金模板。
具体实施方式
[0038]下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0039]为了能有效实现中空微针阵列的制备，简化制造工艺，降低制造成本，对中空微针阵列的制备方法，本专利技术的一种实施例中，所述制备方法包括：
[0040]提供能制备中空微针阵列的微针硅模板1；
[0041]以微针硅模板1作为母板，制备与微针硅模板1相一致的低熔点合金模板14；
[0042]在低熔点合金模板14上制备模板聚合物层5，所述模板聚合物层5覆盖低熔点合金模板14的工作面；
[0043]去除低熔点合金模板14工作面的合金模板针头；
[0044]将低熔点合金模板14熔融去除，以利用模板聚合物层5形成聚合物中空微针阵列，其中，聚合物中空微针阵列包括阵列分布的聚合物微针13，
[0045]对任一聚合物微针13，包括贯通所述聚合物微针孔12，所述聚合物微针孔12与所在的聚合物微针13呈同轴分布。
[0046]具体地，提供的微针硅模板1能制备中空微针阵列，所述能制备中空微阵列具体是指可利用微针硅模板1可直接制备中空微阵列，但由上述说明可知，微针硅模板1多次使用后，一般需要报废，导致成本高等问题。
[0047]图1中为一种微针硅模板1的示意图，图1中，微针硅模板1上分布有若干硅微针7，即硅微针7呈阵列分布，硅微针阵列一般是利用光刻、干法或湿法腐蚀一系列工艺方式在硅基片上形成微针阵列图形，图1中，硅微针7的头部为棱锥状结构，硅微针7的针体为垂直或多角锥结构。相邻的硅微针7间利用硅微针间隙窗口6间隔。当然，微针硅基板1还可以采用其他的实施形式，微针硅基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中空微针阵列的制备方法，其特征是，所述制备方法包括：提供能制备中空微针阵列的微针硅模板；以微针硅模板作为母板，制备与微针硅模板相一致的低熔点合金模板；在低熔点合金模板上制备模板聚合物层，所述模板聚合物层覆盖低熔点合金模板的工作面；去除低熔点合金模板工作面的合金模板针头；将低熔点合金模板熔融去除，以利用模板聚合物层形成聚合物中空微针阵列，其中，聚合物中空微针阵列包括阵列分布的聚合物微针，对任一聚合物微针，包括贯通所述聚合物微针孔，所述聚合物微针孔与所在的聚合物微针呈同轴分布。2.根据权利要求1所述中空微针阵列的制备方法，其特征是，制备低熔点合金模板时，制备过程包括：在微针硅模板上采用翻模工艺制备聚合物微针阴模；在真空条件下，在聚合物微针阴模上利用低熔点合金进行翻模，以制备得到低熔点合金模板，其中，低熔点合金模板包括若干合金微针以及用于间隔相邻合金微针的合金微针间隙窗口。3.根据权利要求2所述中空微针阵列的制备方法，其特征是，所述合金微针在低熔点合金模板上的分布状态与微针硅基板上硅微针的分布状态相一致，且合金微针与硅微针具有相同的形状，其中，对合金微针，包括与合金模板针头成一体的合金模板针体，合金模板针头呈棱锥状，合金模板针体呈呈垂直或多角锥状；所述合金模板针体与低熔点合金模板连接。4.根据权利要求2所述中空微针阵列...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云翔，李燕，李瑾，
申请(专利权)人：苏州研材微纳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：